Análisis de sensibilidad y estabilidad de pequeña señal en convertidores seguidores de red

Resumen

El presente artículo presenta un estudio de pequeña señal, basado en el análisis de sensibilidad, del convertidor Voltage Source Converter (VSC) operando como dispositivo de seguimiento de red. Este tipo de operación es común para la integración de recursos energéticos distribuidos directamente a la red primaria sin considerar el control sobre variables específicas como la tensión o la frecuencia, maximizando así la cantidad de potencia activa inyectada. El presente estudio adopta el clásico Control Vectorial Orientado basado en la linealización del modelo promediado, por tanto, este análisis es limitado a controles lineales. El objetivo principal de esta investigación consistió en evaluar cómo influye cada parámetro del controlador en la estabilidad del sistema. Con el fin de realizar el análisis de sensibilidad, se empleó un modelo medio en el marco de referencia dq del VSC para describir la dinámica del sistema en el espacio de estados equivalentes; posteriormente, se buscó la estabilidad mediante un análisis de sensibilidad de los valores propios de la matriz de estado correspondiente, cuyos resultados numéricos demostraron que los principales problemas para la estabilidad de los VSC que operan como convertidores de seguimiento son tres: un valor elevado de la inductancia del filtro, la presencia de una impedancia no ideal que aparece en función del punto de conexión, y una mala coordinación de los parámetros de los controladores Kp. Estos resultados se han comparado con un simple análisis de bifurcación de la matriz de estado, que consiste en un gráfico que describe el movimiento de los valores propios cuando cambia un parámetro, corroborando así su validez.